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加速试验预测橡胶组件的使用寿命（翻译的）摘要：橡胶材料的性能及橡胶组件使用寿命的预测、估算在橡胶组件的设计过程中有着重要的作用。
我们通过加速老化试验和模拟相结合的办法，对橡胶材料在氧气环境中的寿命预测做了很多年的研究。
这篇论文研究了热老化对橡胶性能的影响，同时也对冷冻机用三元乙丙橡胶（EPDM），丁腈橡胶（NBR）橡胶组件的使用寿命进行了预测。
实验结果表明橡胶组分影响着橡胶的交联密度；老化时间及活化能可以很好的用以描述老化行为；通过单轴拉伸试验得到应力应变曲线。
为了预测EPDM，NBR的使用寿命，对这两种橡胶做了50℃到100℃，1天到180天的加速老化试验，并测试了一系列的物理性能试验。
通过阿伦尼乌斯方程进行了计算，并通过压缩永久变形试验，本文提出了一系列方程用以预测橡胶材料使用寿命。
关键词：加速试验，丁腈橡胶，活化能，交联，三元乙丙橡胶，热老化，寿命预测，橡胶材料。
符号缩写：C.S 压缩永久变形；d0 样品的厚度；d1压缩状态下样品厚度；d2 卸载后厚度k 交联密度变化程度；（K）T 反应速率；A，B 常数；E 反应活化能；R 气体常数；T 绝对温度I 前言橡胶是一种最为通用的材料，有着广泛的用途，甚至很难说清它到底有多少用途。
从普通的家用，商用，汽车制造等到高尖端的航天航空工业都有橡胶的身影。
许多橡胶组件在使用中需要承受一定的机械力作用，为了保证橡胶组件的安全性和可靠性，使用寿命的预测估算是一项关键技术。
如何防止橡胶组件在使用过程中损坏是一个关键问题。
橡胶组件在使用过程中承受着一定的载荷，还受到温度，辐射以及一些其它的有害物质的影响。
所有的影响因素结合在一起，导致了橡胶物理及化学结构的改变，最终表现为橡胶机械性能的降低。
橡胶在使用了一段时间后，开始老化，通常表现为挺性增加，阻尼性能下降。
老化不光光影响了性能，同时也影响了组件的使用寿命。
橡胶组件所处环境的不同，使得它们的降解方式也不一样。
橡胶组件的逐步老化降解，不仅与外部因素有关，同时与橡胶基体本身以及橡胶里面的添加剂有关。
变刚度橡胶球铰的刚度特性与疲劳寿命分析丁智平;杨荣华;黄友剑;卜继玲【摘要】进行变刚度橡胶球铰的承载特性研究，有限元数值分析与实验结果均表明其刚度曲线表现为明显的非线性特性。
正常载荷工况刚度值小、平稳，极限载荷刚度曲线出现拐点，刚度值显著增大。
改变橡胶球铰的止挡高度，会直接影响刚度曲线的拐点位置。
可据载荷工况，通过调整止挡高度改变刚度特性。
据橡胶超弹特性，用有限元分析数据计算疲劳载荷工况下球铰危险点的等效应力范围，结合S-N曲线对橡胶球铰的疲劳寿命分析预测，并通过台架疲劳实验验证。
结果显示橡胶球铰经150万次疲劳试验后未失效，与寿命预测值基本吻合。
%The bearing behavior of a variable-stiffness rubber bushing was studied.Both the finite element analysis and experimental results show that the stiffness curve has obvious nonlinearity.The stiffness value is small and stationary under normal load conditions,and grows up significantly with obvious inflection point on the stiffness curve under ultimate load.The position of the inflection point on stiffness curve can be directly affected by changing the height of stop catch in rubber bushing.Hence the stiffness of the rubber bushing can be changed by adjusting the height of stop catch according to working conditions.The results of finite element analysis were used to calculate the equivalent stress range of peril point of the rubber bushing under fatigue loading according to the hyperelastic characteristics of rubber material.The fatigue life of the rubber bushing was predicted with S-N curve and then was verified by fatigue bench test result.The resultsindicate that the rubber bushing does not fail after 1 .5 million cycles in fatigue test,and the tested fatigue life is accordant with the predicted one.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】6页(P99-104)【关键词】橡胶球铰;刚度;等效应力;疲劳寿命【作者】丁智平;杨荣华;黄友剑;卜继玲【作者单位】湖南工业大学机械工程学院，湖南株洲 412007;湖南工业大学机械工程学院，湖南株洲 412007;株洲时代新材料科技股份有限公司，湖南株洲412007;株洲时代新材料科技股份有限公司，湖南株洲 412007【正文语种】中文【中图分类】TQ332;U467.4+97随着轨道交通的迅猛发展，对车辆安全性、舒适性、可靠性要求更高[1]。
橡胶密封圈疲劳寿命预测研究方法综述摘要：橡胶密封圈对提高设备密封性能有重要作用，通常作为密封构件广泛应用于工业机械设备。
概述橡胶密封圈的疲劳寿命研究方法，主要分为S-N曲线法、裂纹萌生法和裂纹扩展法。
从寿命预测计算理论出发，阐述常用的计算模型，总结实现橡胶密封圈寿命预测计算的方式，对初步了解橡胶材料寿命预测方法和计算模型之间的关系具有重要意义。
关键词：橡胶密封圈 S-N曲线裂纹萌生裂纹扩展寿命预测橡胶属于高分子材料，具有弹性性质，能够为设备提供良好的密封性能，因此广泛应用于燃油、液压、润滑等密封系统。
在复杂工况下，橡胶密封圈经常出现老化、破裂、永久变形、间隙咬伤、腐蚀等失效现象。
为了有效预防泄漏事件的发生，许多国内外学者对橡胶密封圈使用寿命的预测方法展开了研究。
王昊等[1][2]综述了橡胶疲劳影响因素和裂纹萌生、裂纹扩展等橡胶疲劳寿命研究方法，阐述了通过有限元仿真技术预测橡胶材料疲劳寿命的研究进展。
杜秀华等[3]概述橡胶构件的疲劳寿命研究方法主要分为裂纹成核法、裂纹扩展法和S-N曲线法，并给出各研究方法的选择依据。
王小莉等[4][5]从橡胶材料的疲劳裂纹萌生、扩展以及疲劳损伤三个角度综述了疲劳特性研究进展。
丁智平等[6]采用连续介质损伤力学方法，结合有限元分析方法对橡胶构件进行寿命预测，预测结果比较理想。
刘兵[7]以某伺服作动器为研究对象，计算了橡胶O形圈的疲劳寿命，为橡胶材料寿命预测提供了分析方法和数值依据。
王星盼[8]对不同温度和多轴应力作用下的橡胶进行疲劳特性研究，通过有限元方法对橡胶构件进行了寿命预测。
裴硕等[9]基于断裂力学理论，对丁腈橡胶建立了疲劳寿命预测模型，通过FE-SAFE软件对橡胶材料进行了寿命预测。
综上所述，橡胶材料寿命预测最常见的方法有S-N曲线法、裂纹萌生法和裂纹扩展法。
1 S-N曲线法对橡胶密封圈施加周期性应力(应变)是影响疲劳寿命的主要原因，应力(应变)增加，疲劳寿命减少，反之增加。
收稿日期：2011－01－21作者简介：刘建勋，高级工程师，1995年毕业于湘潭大学机械制造专业，现任株洲时代新材料科技股份有限公司副总经理兼总工程师。
基金项目：国家“863”课题（2008AA030706）一种橡胶弹性元件疲劳寿命预测方法的研究*刘建勋，黄友剑，刘柏兵，卜继玲（株洲时代新材料科技股份有限公司，湖南株洲412007）摘要：文章结合一款锥形橡胶弹性元件的疲劳破坏问题，提出了一种基于ABAQUS+FE-SAFE 平台下的橡胶疲劳寿命预测方法，通过该疲劳仿真模拟技术，实现了对橡胶弹性元件产品疲劳寿命预测的目的，为类似弹性元件的疲劳评估提供了一种新的思路。
关键词：橡胶弹性元件；疲劳寿命；Abaqus+FE/safe 平台中图分类号：U266．2文献标识码：A文章编号：1672－1187（2011）03－0012－03Research on fatigue life prediction method of rubber componentsLIU Jian-xun ，HUANG You-jian ，LIU Bai-bin ，BU Ji-ling（Zhuzhou Times New Material Technology Co.，Ltd.，Zhuzhou 412007，China ）Abstract ：Aiming at the fatigue damage problem of a conical rubber component ，a prediction method on fatigue life is provided on the base of ABAQUS+FE-SAFE Platform.The purpose of predicting the fatigue life of rubber component is realized by the fatigue simulation technology.The prediction method also provides a new concept for the fatigue evaluation of similar rubber components.Key words ：rubber component ；fatigue life ；ABAQUS+FE-SAFE Platform电力机车与城轨车辆Electric Locomotives ＆Mass Transit Vehicles 第34卷第3期2011年5月20日Vol.34No.3M ay 20th ，2011研究开发◆◆0引言橡胶材料能承受大应变而不会发生永久性的变形和断裂，这使得它广泛地应用在轮胎、减振器、密封件、软管、皮带、结构轴承等领域，而这些产品主要应用于准静态和疲劳应变的环境下[1-2]，所以橡胶产品的疲劳寿命是检验产品质量是否合格的主要指标。
橡胶隔振元件频率疲劳的寿命预测赵立杰;曲明【摘要】Fatigue tests for dumbbell-shaped cylindrical specimen (DCS) of rubber are conducted. The results of fatigue life at 1 Hz, 5 Hz and 11 Hz loading frequencies are given. The results show that the fatigue life increases initially and decreases later with the increasing of the loading frequency. Based on the test data, the life prediction models are established by taking the maximum LE strain as the damage parameter. The result shows that the precise of the fatigue life prediction can reach 0.9. The fatigue life prediction models for natural rubber components are helpful for establishing the fatigue life database of natural rubber materials.%以天然橡胶哑铃型试柱为研究对象，进行频率为1 Hz、5 Hz、11 Hz 的单轴拉伸试验，分析试验结果表明，随着频率的加大疲劳寿命呈现一种先上升后下降的趋势，并以最大主对数应变为损伤参量建立预测模型，结果表明预测精度均达到0.9以上。
所建立的预测模型可用于建立天然橡胶材料的疲劳数据库。
基于裂纹扩展的疲劳寿命预测及在起重机金属结构中应用起重机作为国民经济建设中不可或缺的重要设备而广泛使用,在工厂车间、施工工地、港口、货场等频繁的工况载荷下,疲劳导致起重机金属结构失效问题逐渐突显。
随着起重机向着大型化、轻柔化的方向发展,高强度结构钢的使用也更为广泛。
实验研究表明高强度钢的屈服应力和极限应力相对普通结构钢有大幅度的提高,而载荷多变带来疲劳对起重机结构造成的影响大为加剧,人们在关注结构刚度、强度、稳定性的同时,对疲劳性能的研究却相对较少。
为保证起重机可靠的工作,不仅需要对强度、刚度和稳定性进行分析,还需要对起重机的疲劳损伤分析和剩余寿命进行分析预测。
本文以起重机结构疲劳为研究对象,基于扩展有限元理论给出裂纹尖端应力强度因子的求解方法,研究影响裂纹扩展速率的因素,探讨起重机金属结构疲劳寿命预测中需要明确的要素,得出相应的求解方法和策略,并对起重机典型疲劳结构进行裂纹扩展路径模拟和考虑载荷次序用功率谱函数进行起重机疲劳寿命预测。
应力强度因子是基于断裂力学进行疲劳寿命预测的重要参量之一,常规有限元法通过在裂纹尖端布置裂尖奇异单元,即四分之一节点单元而得到相应的数值解。
但是随着裂纹的扩展,常规有限元方法的网格必须随着裂纹边界的变化重新进行划分,且裂纹的扩展必须沿着网格边界,使得常规有限元在处理裂纹等不连续问题时显得低效。
扩展有限元法通过添加额外的节点自由度,网格划分不随边界的变化,可以很好的处理不连续的问题。
本文提出改进的水平集方法对裂纹界面进行识别和跟踪,结合扩展有限元法对裂纹尖端的应力位移场进行数值求解,并用M积分对复合型裂纹进行解耦。
虽然扩展有限元法在Abaqus中进行了集成,但采用的补充函数等仍然存在一些不足,本文编写扩展有限元程序对裂纹结构进行数值计算并求取裂尖应力强度因子为后续研究奠定基础。
为对起重机进行疲劳寿命预测,须先建立疲劳裂纹扩展速率的模型。
经典裂纹扩展速率Paris公式中的参数在不同应力比工况下需用大量的实验进行求取,为此本文提出一种新的考虑应力比影响裂纹扩展速率的模型,针对起重机中最常用的各种材料的试验数据进行验证,鉴于起重机频繁起制动造成反复冲击载荷的恶劣工作环境,本文研究冲击过载对裂纹扩展速率的影响,并用Wheeler模型描述起重机常用材料受单一超载的影响,给出相应的Wheeler模型参数,供起重机行业寿命预测使用。
